EP3765589B1 - Füllstandsmessvorrichtung für eine laborschrankvorrichtung - Google Patents

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EP3765589B1
EP3765589B1 EP19709739.7A EP19709739A EP3765589B1 EP 3765589 B1 EP3765589 B1 EP 3765589B1 EP 19709739 A EP19709739 A EP 19709739A EP 3765589 B1 EP3765589 B1 EP 3765589B1
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EP
European Patent Office
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temperature sensor
ntc temperature
measuring device
ntc
level measuring
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EP19709739.7A
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English (en)
French (fr)
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EP3765589A1 (de
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Andreas Graff
Martin Stranzinger
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Eppendorf SE
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Eppendorf SE
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/24—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid
    • G01F23/246—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid thermal devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/12—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
    • C12M41/14—Incubators; Climatic chambers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/44—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of volume or liquid level

Definitions

  • the invention relates to a fill level measuring device for a laboratory cabinet device, for measuring a fill level in a liquid container in the interior of the laboratory cabinet device.
  • the laboratory cabinet device is used to store laboratory samples and is in particular a temperature control cabinet for the temperature control of laboratory samples, in particular an incubator for the growth of cell cultures.
  • Such incubators are used in biological and medical laboratories to maintain cells in cell culture under controlled environmental conditions, allowing for the growth of living cells in vitro .
  • the temperature and the gas composition or the humidity of the atmosphere inside an incubator chamber isolated from the environment are kept at the desired values by the incubator's apparatus.
  • Eukaryotic cells require CO 2 incubators.
  • the atmosphere is formed by air with a certain CO 2 and O 2 content and a certain humidity, a suitable temperature is often 37 °C.
  • Such temperature control cabinets have a housing, for example an outer housing, with a housing opening through which the user stores the samples inside the housing and removes them again. Water vapor also regularly escapes from the interior.
  • the incubators therefore contain a liquid container that is open at the top and filled with water, by means of which a relative humidity of more than 90% is created in the interior through evaporation of the water.
  • a relative humidity of more than 90% is created in the interior through evaporation of the water.
  • temperature control cabinets In order to record the water consumption and to prevent the water tank from being completely emptied, such temperature control cabinets often have filling level measuring devices.
  • the object of the present invention is to provide a reliable and efficiently designed fill level measuring device for a laboratory cabinet device, in particular a temperature control cabinet.
  • the invention solves this problem with the fill level measuring device according to claim 1.
  • Preferred configurations are in particular the subject matter of the subclaims.
  • the fill level measuring device designed according to the invention has NTC (English: “negative temperature coefficient”) temperature sensors, which are also known as NTC thermistors. Such temperature sensors are self-regulating. They are supplied with a current so great that self-heating occurs. The current initially heats them up and keeps them at an excess temperature above the temperature of their surroundings. Due to the NTC behavior, according to which the electrical resistance increases with the decreasing temperature - caused by the heat dissipation to the environment - the power limits itself and a steady state of equilibrium is established.
  • the first NTC temperature sensor is arranged so that it never comes into contact with the liquid, the second NTC temperature sensor is normally in the liquid and changes its heat output as soon as the liquid level drops below the second NTC temperature sensor.
  • the first NTC temperature sensor therefore serves as a reference sensor, which fulfills its reference function independently of the temperature of the interior of the laboratory cabinet device, so that particularly reliable operation of the filling level measuring device, which is implemented using simple means, is ensured.
  • the first NTC temperature sensor and the second NTC temperature sensor emit a different heat output to the respective environment if these environments have different thermal conductivities. Since the thermal conductivity of air is significantly worse than that of a liquid, in particular water, the second NTC temperature sensor emits a higher heat output than the first NTC temperature sensor. This results in a higher electrical resistance at the second NTC temperature sensor than at the first NTC temperature sensor, so that the voltage across the second NTC temperature sensor drops more than at the first NTC temperature sensor as long as the second NTC temperature sensor is in contact with the liquid. If the second NTC temperature sensor is then in the same environment (e.g.
  • the resistance of the second NTC temperature sensor changes or adapts to the resistance of the first NTC temperature sensor, and this change is allowed to compete.
  • the magnitude of the difference in the output voltages of the first and second NTC temperature sensors is greater in the first state when the second NTC temperature sensor is in liquid at normal level and the first in air than in the second state when both NTC temperature sensors are are in the air.
  • the first and second NTC temperature sensors are preferably selected in such a way that they can be operated with a low voltage of preferably 15 to 35 volts, preferably 20 to 30 volts. Therefore, low-impedance NTC temperature sensors with 1-2 kOhm are preferably used. They are preferably selected in such a way that they tolerate ambient temperatures of up to 200° C., preferably up to 190° C. and preferably up to 180° C. in normal operation or withstand these temperatures without damage. As a result, such temperature sensors can remain in the interior of a laboratory cabinet device, in particular a temperature control cabinet or incubator, when this is heated to the high temperature mentioned, for example at 180° C. for the purpose of sterilizing the interior.
  • a suitable NTC temperature sensor is, for example, the G2K3348 Radial Glass Thermistor from Measurement Specialties, Hampton, Virginia, USA.
  • the electronic measuring device preferably has electronic circuits.
  • the electronic measuring device is preferably set up to determine a first comparison value when - or as long as - the fill level in the liquid container is above the position of the second NTC temperature sensor, and to detect a second comparison value that deviates from the first comparison value when the fill level in the liquid container has fallen below the position of the second NTC temperature sensor.
  • the first and second comparison value are determined in particular by continuously detecting the comparison value, in particular a differential value, of the first and second electrical variable and then comparing it with a reference value in order to make the decision as to whether a first comparison value is present (first state or normal state) or a second comparison value is present (second state or error state).
  • the filling level measuring device preferably has an evaluation device, which is in particular a microcontroller or computer that can be programmed to carry out the relevant evaluation.
  • the evaluation device can also have an A/D converter (AD converter, ADC) for digitizing analog measurement signals from the electronic measurement device.
  • the evaluation device can be part of an electronic control device that controls the electrically controllable functions, in particular the regulation of the interior temperature, of the laboratory cabinet device.
  • the evaluation device preferably has a data storage device for the volatile or non-volatile storage of data, and/or preferably a data processing device which is set up in particular to distinguish the second comparison value from the first comparison value by comparing the continuously measured comparison value with a reference value, stored in the data storage device.
  • the data storage device and/or the data processing device can be components of an electronic control device that controls the electrically controllable functions, in particular the regulation of the interior temperature, of the laboratory cabinet device.
  • the electronic measuring device and/or the evaluation device is preferably set up to generate an output signal and/or output data, which is output to the user via a user interface device, as a function of the evaluation of the comparison value.
  • This threshold value corresponds to the mentioned reference value.
  • the user interface device can in particular have a display the filling level measuring device or the laboratory cabinet device, which has this filling level measuring device, output the information about the dropping of the filling level below a threshold value.
  • the user interface device can also be set up to emit an acoustic notification signal and/or to send the output data about the fall of the filling level below a threshold value via a remote data connection, for example via a LAN, to which the laboratory cabinet device is connected.
  • the electronic measuring device preferably has an electronic circuit that contains the first NTC temperature sensor and the second NTC temperature sensor.
  • the first and the second electrical variable are evaluated analog-electrically.
  • the first and the second electrical variable may be digitized and then evaluated digitally.
  • At least one A/D converter is preferably provided, which digitizes the first and the second electrical quantity.
  • the electronic measuring device is preferably set up in such a way that the first and the second electrical variable are evaluated analog-electrically and/or by calculating the difference between the first and second electrical variable, analog or digital, and the comparison value based on the difference between the first and second electrical Size is based or the comparison value contains the difference between the first and second electrical variables, so the comparison value is in particular the difference between the first and second electrical variables or the difference between the second and first electrical variables.
  • the comparison of the first and second electrical variable can also include another mathematical operation, in particular an addition, multiplication and in particular a quotient formation of the first and second electrical variable.
  • the electronic measuring device is preferably set up in such a way that the first and the second NTC temperature sensor are arranged in a bridge circuit.
  • a bridge circuit is in particular a Wheatstone measuring bridge. Such a circuit is particularly suitable for the precise evaluation of small Changes in resistance or small changes in voltage.
  • the electronic measuring device is preferably set up in such a way that the bridge voltage of the bridge circuit is used as the first and the second comparison value.
  • the electronic measuring device preferably has a voltage-controlled current source as an electronic circuit, the input voltage of which is the bridge voltage.
  • the output current is preferably used to generate a ground-related output voltage via a load resistor, which goes in particular to an ADC input.
  • the fill level measuring device has a holding device for holding the first and the second NTC temperature sensor at a distance from an inner wall of the laboratory cabinet device.
  • the first and the second NTC temperature sensor are preferably held by the holding device in such a way that the first NTC temperature sensor is normally arranged outside the liquid when the liquid container is sufficiently filled with liquid, and the second NTC temperature sensor is normally arranged inside the liquid is arranged, and the first NTC temperature sensor in the event of a fault, when the liquid container is not sufficiently filled with liquid, is further arranged outside the liquid, and the second NTC temperature sensor is also arranged outside the liquid in the event of a fault.
  • the holding device has a holding arm which can be fastened to an inner wall, in particular an inner rear wall, of the laboratory cabinet device is intended in particular for a horizontally directed arrangement and which carries the first NTC temperature sensor and on which an elastically deformable second holding arm is attached, which is intended for a vertically downwardly directed arrangement and which carries the second NTC temperature sensor.
  • the elastically deformable second holding arm with the second NTC temperature sensor arranged thereon offers the advantage that this holding arm can be bent, and the second NTC temperature sensor can therefore be raised without the holding arm having to be dismantled. This makes it easier to remove the liquid container, in particular the tub, when the second NTC temperature sensors are in the installed state.
  • the holding device preferably has an encapsulation device made of a first material (M1) for the partial or—substantially—complete encapsulation of the first and/or the second NTC temperature sensor.
  • the first NTC temperature sensor preferably has at least one—or exactly one—sensor contact surface that is thermally coupled to the temperature-dependent resistor of the NTC temperature sensor and that faces outwards, where it borders on the area surrounding the NTC temperature sensor.
  • the NTC temperature sensor and its sensor contact surface are preferably encased by a socket and are in particular largely encapsulated by the encapsulation device.
  • the second NTC temperature sensor preferably also has a sensor contact surface, which is referred to as the second sensor contact surface.
  • the at least one sensor contact surface of the first and/or the second NTC temperature sensor is made from a second material M2.
  • the capsule device preferably encloses the at least one sensor contact surface.
  • the capsule device and the at least one sensor contact surface preferably delimit the first and/or the second NTC temperature sensor on the outside.
  • the second material (M2) has in particular a higher thermal conductivity than the first material (M1).
  • the NTC temperature sensors will, however operated at an overtemperature.
  • the sensors are thermally insulated from the outside by the encapsulation device made of poorly heat-conducting material M1. On the one hand, this prevents the interior from heating up and, on the other hand, prevents the NTC temperature sensors from cooling down unintentionally.
  • the heat flow between the sensor and the interior is concentrated in particular on the small area of the at least one sensor contact surface. This refinement means that low-power NTC temperature sensors can be used.
  • the first material (M1) is preferably a plastic, in particular a rubber or an elastomer, which in particular withstands temperatures of up to 200.degree. C. or 180.degree.
  • the second material (M2) is preferably a metal, in particular stainless steel.
  • the first and/or second NTC temperature sensor each have a mount made of a material M3, which is also less thermally conductive than the material M2 and further thermally insulates the sensor.
  • the first NTC temperature sensor and its sensor contact surface and/or the second NTC temperature sensor and its sensor contact surface are each surrounded by a socket, so that preferably the capsule device, the socket of the first and/or the second NTC temperature sensor and the at least one sensor contact surface limit the first and/or the second NTC temperature sensor to the interior of the laboratory cabinet device.
  • the third material (M3) is polyetheretherketone (PEEK), which provides excellent thermal and chemical resistance.
  • the holding device, the first NTC temperature sensor and the second NTC temperature sensor are preferably made of materials that withstand operating temperatures of the interior of the laboratory cabinet device of up to 180° C. or up to 200° C. without being damaged.
  • the invention also relates in particular to a laboratory cabinet device for storing laboratory samples, in particular a temperature control cabinet, in particular an incubator a liquid container in the interior of the laboratory cabinet device and a fill level measuring device according to claim 1 for measuring a fill level in the liquid container.
  • the filling level measuring device according to claim 1 serves in particular to measure the filling level of the liquid container of an air humidifying device of an incubator.
  • the laboratory cabinet device for storing laboratory samples is in particular a temperature control cabinet for temperature control of laboratory samples. Such devices are operated electrically and have a voltage connection.
  • the NTC temperature sensors can also be operated via this.
  • the temperature control cabinet tempers the laboratory samples, i.e. it keeps the interior of the housing and thus the laboratory samples stored there within tolerances at a target temperature, in particular it keeps the interior of the housing at a target temperature that can be set in particular by the user by means of temperature control.
  • This can be above room temperature (ambient temperature), as is the case with a warming cabinet or incubator, or below room temperature, as is the case with a refrigerator or freezer.
  • a climatic parameter prevailing inside the housing is preferably also regulated within tolerances.
  • This climate parameter can be the air humidity and/or a gas concentration, for example a CO 2 , N 2 and/or O 2 concentration.
  • a climatic cabinet is, for example, a CO 2 incubator for laboratory samples consisting of living cell cultures.
  • CO 2 incubators With temperature control cabinets or CO 2 incubators, cells in cell cultures are kept under controlled environmental conditions in biological and medical laboratories, thus enabling the growth of living cells in vitro .
  • the temperature and the gas composition or the humidity of the atmosphere inside an incubator chamber isolated from the environment are kept at the desired values by the incubator's apparatus.
  • Eukaryotic cells require CO 2 incubators.
  • the atmosphere is made up of air with a certain CO 2 - and O 2 content and a certain relative humidity of over 90%, especially 95%, a suitable temperature is often 37 °C, but this can be adjusted by the user depending on the requirements of the laboratory samples.
  • the housing of the laboratory cabinet device is preferably an outer housing whose housing walls are in contact with the environment.
  • the housing can also be an inner housing lying within an outer housing.
  • an incubator can have at least one chamber serving as an inner housing, which can be closed by at least one housing door or chamber door. In the closed position, the housing door closes the interior of the housing, preferably in a gas-tight manner, which is achieved in particular by at least one sealing device of the housing door or of the frame of the housing opening.
  • the invention also relates to laboratory cabinet devices with a housing that does not completely seal the interior of the housing from the environment.
  • the laboratory cabinet device preferably includes a holding device for holding the first and/or the second NTC temperature sensor at a distance from an inner wall and a bottom wall of the laboratory cabinet device, in particular at a distance from an inner wall and a bottom wall of a housing or a chamber of the laboratory cabinet device.
  • a normal operating state of the laboratory cabinet device is provided, which is also referred to as the "first state", during which the first NTC temperature sensor is arranged outside the liquid in the liquid container of the laboratory cabinet device and the second NTC temperature sensor is arranged inside the liquid in the liquid container.
  • an error operating state of the laboratory cabinet device is provided, which is also referred to as the "second state", during which the first NTC temperature sensor is arranged outside the liquid in the liquid container of the laboratory cabinet device and the second NTC temperature sensor is arranged outside the liquid in the liquid container.
  • the laboratory cabinet device and/or its control device and/or its measuring device are set up to distinguish the error operating state from the normal operating state by measuring the comparison value and in particular to output information about the occurrence of the error operating state to the user via a user interface device.
  • Fig. 1a shows a laboratory cabinet device 100, which is provided with a fill level measuring device 1, in a first state in which the second NTC temperature sensor 12 is arranged within the liquid 32 of the liquid container 31 of the laboratory cabinet device 100.
  • Fig. 1b shows the same laboratory cabinet device 100 in a second state in which the second NTC temperature sensor 12 is no longer arranged within the liquid 32 of the liquid container 31 of the laboratory cabinet device, for example due to evaporation of the liquid, in particular water.
  • the laboratory cabinet device 100 is presently a CO2 incubator for the growth of living cell cultures.
  • the incubator 100 is shown in simplified form. It has a housing 102 that thermally insulates the interior space 101, which is temperature-controlled (tempered) to 37° C., from the environment.
  • the housing opening is closed by a housing door 103 and provides access to the interior 101.
  • the rear wall 104 of the housing is perpendicular to the base plate and is thus arranged vertically.
  • the holding device 5 of the incubator is mounted on the inside of this rear wall in the interior space 101 of the incubator.
  • the holding device 5 of the incubator has a horizontally extending first holding arm 5a which is fastened to the rear wall 104 .
  • the second holding arm 5b is fastened to the side of the first holding arm 5a.
  • the first NTC temperature sensor 11 is attached to the end of the first holding arm 5a
  • the second NTC temperature sensor 12 is attached to the end of the second holding arm 5b. Due to this arrangement, the first NTC temperature sensor 11 is always above the liquid surface 30 and thus always outside the liquid.
  • the first NTC temperature sensor 11 always borders on the gaseous atmosphere (air with a controlled CO 2 , H 2 O composition) of the interior 101.
  • the second NTC temperature sensor 12 is sufficient in the first state of a sufficiently filled water tank 31, as in Fig.
  • the second NTC temperature sensor 12 is no longer in contact with the liquid on the liquid surface 30.
  • the fill level, measured from the bottom of the water container 31 has the height h1.
  • the fill level, measured from the bottom of the water tank 31, has the height h2.
  • the level gauge is in Figures 1a and 1b framed with a dashed rectangle with the reference number 1.
  • the first holding arm 5a protrudes through a port in the rear wall 104 of the housing into the control room 105 of the incubator, in which the power supply 2, the electronic measuring device 3 and the evaluation device 4 are arranged.
  • the fill level measuring device 1 is used to measure the fill level 30 in the liquid container 31 and has: a first NTC temperature sensor 11, which can be or is arranged outside the liquid 32 of the liquid container 31, a second NTC temperature sensor 12, which is inside the liquid 32 of the liquid container 31 can be arranged or is arranged in the normal case.
  • the level measuring device 1 has a power supply device 2, from which the first NTC temperature sensor 11 and the second NTC temperature sensor 12 are supplied with power in such a way that the first NTC temperature sensor 11 and the second NTC temperature sensor 12 each have an excess temperature T_NTC, which is greater than the temperature T_innen in the interior 101 of the laboratory cabinet device.
  • T_internal 37°C
  • T_NTC is preferably 4 to 15°C higher, in particular between 40 and 50°C in the present case.
  • the electronic measuring device 3 is set up to detect a first electrical variable of the first NTC temperature sensor 11 that is influenced by the temperature of the first NTC temperature sensor 11, e.g. a voltage change at the first NTC temperature sensor, and one of the temperature of the second NTC temperature sensor 12 influenced second electrical variable of the second NTC temperature sensor 12, e.g. a voltage change at the second NTC temperature sensor, and by continuous comparison, i.e. a comparison carried out at short time intervals between e.g. 50 ms and 1 min, of the first and second electrical variable a comparison value, eg "Vout" in the Figures 3 and 5 , to determine.
  • a comparison value e.g "Vout" in the Figures 3 and 5
  • the evaluation device 4 has a data storage device and a data processing device (each not shown), which is set up to distinguish the second comparison value from the first comparison value by comparing the continuously measured comparison value with a reference value that is stored in the data storage device.
  • the electronic measuring device 3 is set up to determine a first comparison value when the fill level 30 in the liquid container is above the second NTC temperature sensor 12, as in FIG Fig. 1a shown, and to detect a second comparison value that differs from the first comparison value when the fill level 30 in the liquid container has fallen below the second NTC temperature sensor 12 .
  • the second NTC temperature sensor 12 requires a time of approx. 120 s after being placed in the water until a stationary equilibrium of the temperature of the NTC sensor is reached, which results from the power supply of the power supply of the sensor and the heat dissipation via its sensor contact area.
  • the evaluation device 4 has a data storage device and a data processing device, each of which is not shown here, which are set up to distinguish the second comparison value from the first comparison value by comparing the continuously measured comparison value with a reference value that is stored in the data storage device.
  • the electronic measuring device 3 is set up in such a way that the first and the second NTC temperature sensor are arranged in a bridge circuit 200, see FIG figure 5 .
  • the bridge voltage Vout of the bridge circuit 200 is used in each case as the first and the second comparison value.
  • the electronic measuring device 3 has a voltage-controlled current source as an electronic circuit 400 (see FIG 4 ), whose input voltage is the bridge voltage.
  • the output current is used to generate a single-ended output voltage through a load resistor that goes to an ADC input.
  • the first NTC temperature sensor is labeled "X2, NTC_2k186_3390”
  • the second NTC temperature sensor is labeled "X3, NTC_2k186_3390”.
  • the input voltage is the bridge voltage of the NTC temperature sensors (differential measurement).
  • the output current of the op-amp is used to generate a single-ended output voltage with R4, which goes to an ADC input.
  • the sensitivity (gain) of the circuit is set with R2. D1 limits the ADC input voltage.
  • Vout R 4 * u _ NTC _ x 3 ⁇ u _ NTC _ x 2 / R 2
  • R3/R7 set the measuring current of the NTC's so that there is a significant heating.
  • the fill level measuring device has the holding device 5 for holding the first and/or the second NTC temperature sensor at a distance from the inner wall 104 of the laboratory cabinet device, which is based on figure 2 is explained.
  • the holding device 5 has a holding arm 5a that can be fastened to an inner wall of the laboratory cabinet device 100, which holds the first NTC temperature sensor 11 and to which an elastically deformable second holding arm 5b is attached, which is intended for the vertically downward-pointing arrangement and which holds the second NTC temperature sensor 12 carries.
  • the holding device 5 has an encapsulation device 14 made of a first material M1 and at least one sensor contact surface 11a, 12a of the first and/or the second NTC temperature sensor 11, 12 made of a second material M2, so that the encapsulation device 14 covers the two sensor contact surfaces 11a, 12a borders.
  • the capsule device 14 and the two sensor contact surfaces 11a, 12a limit the first and the second NTC temperature sensor 11, 12 to the outside.
  • the second material M2 has a higher thermal conductivity than the first material M1.
  • the first material M1 is a plastic, in particular rubber or an elastomer, and the second material M2 is stainless steel here.
  • the technical problem lies in the selection of the NTC temperature sensors and the mechanical design of the encapsulation device 14 of the NTC temperature sensors. Since the NTC temperature sensor transfers the thermal energy to the capsule device, the NTC temperature sensor must be large enough and the capsule device must be designed in such a way that the NTC temperature sensor heats up to the excess temperature T_NTC, here approx. 50 °C. Low-impedance types (R25 approx. 1k -2k) are particularly suitable for the sensors, because otherwise the preferred supply voltage (24V) is not sufficient to generate the necessary current to provide. Since the NTC temperature sensors should be suitable for 180°C, glass-passivated types are preferred.
  • the first NTC temperature sensor 11 and its sensor contact surface 11a and the second NTC temperature sensor 12 and its sensor contact surface 12a are each surrounded by a cylindrical mount 11b, 12b, so that the capsule device 14, the mount 11b, 12b of the first and second NTC -Temperature sensors 11, 12 and the at least one sensor contact surface 11a, 12a limit the first and the second NTC temperature sensor 11, 12 to the outside.
  • the socket 11b, 12b consists of a third material M3, here polyetheretherketone (PEEK) and is therefore temperature-resistant and chemically inert.
  • the holding device 5, the first NTC temperature sensor 11 and the second NTC temperature sensor 12 consist of materials which withstand operating temperatures of up to 180° C. in the interior of the laboratory cabinet device.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Füllstandsmessvorrichtung für eine Laborschrankvorrichtung, zur Messung eines Füllstands in einem Flüssigkeitsbehälter im Innenraum der Laborschrankvorrichtung. Die Laborschrankvorrichtung dient dem Lagern von Laborproben und ist insbesondere ein Temperierschrank für das Temperieren von Laborproben, insbesondere einen Inkubator für das Wachstum von Zellkulturen.
  • Mit solchen Inkubatoren werden in biologischen und medizinischen Laboratorien Zellen in Zellkultur unter kontrollierten Umgebungsbedingungen gehalten, und so das Wachstum lebender Zellen in vitro ermöglicht. Dazu werden die Temperatur und die Gaszusammensetzung bzw. die Luftfeuchtigkeit der Atmosphäre im Inneren einer von der Umgebung isolierten Inkubatorkammer durch die apparativen Einrichtungen des Inkubators auf den gewünschten Werten gehalten. Eukaryotische Zellen benötigen CO2-Inkubatoren. Die Atmosphäre wird durch Luft mit einem bestimmten CO2- und O2-Gehalt und einer bestimmten Luftfeuchtigkeit gebildet, eine geeignete Temperatur ist oftmals 37 °C. Solche Temperierschränke weisen ein Gehäuse auf, beispielsweise ein Außengehäuse, mit einer Gehäuseöffnung, durch die der Benutzer die Proben im Gehäuseinneren lagert und wieder entnimmt. Dabei entweicht regelmäßig auch Wasserdampf aus dem Innenraum. Die Inkubatoren beinhalten deshalb einen nach oben geöffneten, mit Wasser gefüllten Flüssigkeitsbehälter, mittels dem im Innenraum durch Verdunsten des Wassers eine relative Luftfeuchtigkeit von größer als 90% hergestellt wird. Um den Wasserverbrauch zu erfassen und einer Komplettleerung des Wasserbehälters zuvor zu kommen, weisen solche Temperierschränke oftmals Füllstandsmesseinrichtungen auf.
  • Aus der EP 2 067 849 B1 ist ein Inkubator mit zwei NTC-Sensoren bekannt, die beide im Wasserbad des Inkubators auf einem Messniveau angeordnet sind, die mit unterschiedlichen Temperaturen betrieben werden und deren Ausgangsspannungen ausgewertet werden, um das Unterschreiten des Messniveaus zu erfassen. Aus dem Dokument JP2002188977 A ist eine Füllstandsmessvorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässige und effizient gestaltete Füllstandsmessvorrichtung für eine Laborschrankvorrichtung, insbesondere einen Temperierschrank, bereitzustellen.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Füllstandsmessvorrichtung gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Ausgestaltungen sind insbesondere Gegenstände der Unteransprüche.
  • Die erfindungsgemäß gestaltete Füllstandsmessvorrichtung weist NTC-(englisch: "negative temperature coefficient")-Temperatursensoren auf, die auch als NTC-Thermistoren bekannt sind. Solche Temperatursensoren sind selbstregulierend. Sie werden mit einem Strom versorgt, der so groß ist, dass es zu einer Selbsterwärmung kommt. Durch den Strom werden sie anfangs erwärmt und auf einer Übertemperatur gehalten, die über der Temperatur ihrer Umgebung liegt. Durch das NTC-Verhalten, gemäß dem der elektrische Widerstand mit der -durch die Wärmeabgabe an die Umgebung bedingten- sinkenden Temperatur steigt, begrenzt sich die Leistung selber und es stellt sich ein stationärer Gleichgewichtszustand ein. Der erste NTC-Temperatursensor wird so angeordnet, dass er nie mit der Flüssigkeit in Berührung kommt, der zweite NTC-Temperatursensor ist im Normalfall in der Flüssigkeit und ändert seine Wärmeabgabeleistung, sobald der Flüssigkeitspegel unter den zweiten NTC-Temperatursensor sinkt. Der erste NTC-Temperatursensor dient deshalb als Referenzsensor, der seine Referenz-Funktion unabhängig von der Temperatur des Innenraums der Laborschrankvorrichtung erfüllt, so dass ein besonders zuverlässiger Betrieb der mit einfachen Mitteln realisierten Füllstandsmessvorrichtung gewährleistet ist.
  • Der erste NTC-Temperatursensor und der zweite NTC-Temperatursensor geben eine unterschiedliche Wärmeleistung an die jeweilige Umgebung ab, wenn diese Umgebungen unterschiedliche Wärmeleitfähigkeiten aufweisen. Da die Wärmeleitfähigkeit von Luft wesentlich schlechter ist als die einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, gibt der zweite NTC-Temperatursensor eine höhere Wärmeleistung ab als der erste NTC-Temperatursensor. Dadurch stellt sich am zweiten NTC-Temperatursensor ein höherer elektrischer Widerstand ein als am ersten NTC-Temperatursensor, so dass die Spannung über den zweiten NTC-Temperatursensor stärker abfällt als am erste NTC-Temperatursensor, solange der zweite NTC-Temperatursensor die Flüssigkeit kontaktiert. Liegt der zweite NTC-Temperatursensor bei gesunkenem Füllstand dann in derselben Umgebung (z.B. Luft) wie der erste NTC-Temperatursensor, ändert sich der Widerstand des zweiten NTC-Temperatursensors bzw. gleicht sich dem Widerstand des ersten NTC-Temperatursensors an, und diese Änderung lässt sich messen. Insbesondere ist der Betrag der Differenz der Ausgangsspannungen des ersten und zweiten NTC-Temperatursensors im ersten Zustand größer, wenn sich der zweite NTC-Temperatursensor bei normalem Füllstand in Flüssigkeit befindet und der erste in Luft, als im zweiten Zustand, wenn sich beide NTC-Temperatursensoren in Luft befinden.
  • Der erste und zweite NTC-Temperatursensor sind vorzugsweise so ausgewählt, dass sie mit einer niedrigen Spannung von vorzugsweise 15 bis 35 Volt, vorzugsweise 20 bis 30 Volt betreibbar sind. Vorzugsweise werden deshalb niederohmige NTC-Temperatursensoren mit 1-2 kOhm verwendet. Sie sind vorzugsweise so ausgewählt, dass sie Umgebungstemperaturen von bis zu 200° C, vorzugsweise bis zu 190° C und vorzugsweise bis zu 180° C im bestimmungsgemäßen Betrieb tolerieren bzw. diese Temperaturen unbeschadet überstehen. Dadurch können solche Temperatursensoren im Innenraum einer Laborschrankvorrichtung, insbesondere eines Temperierschrank bzw. Inkubators verbleiben, wenn dieser auf die genannte hohe Temperatur erhitzt wird, beispielsweise zum Zweck der Sterilisation des Innenraums bei 180 °C. Die Verwendung der mit einer solchen Füllstandsmessvorrichtung versehenen Laborschrankvorrichtung ist deshalb besonders effizient, da die Füllstandsmessvorrichtung nicht vor einer Sterilisation entfernt werden muss. Ein geeigneter NTC-Temperatursensor ist beispielsweise der G2K3348 Radial Glass Thermistor von Measurement Specialties, Hampton, Virginia, USA.
  • Die elektronische Messeinrichtung weist vorzugsweise elektronische Schaltkreise auf. Die elektronische Messeinrichtung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, einen ersten Vergleichswert zu ermitteln, wenn - bzw. solange - der Füllstand im Flüssigkeitsbehälter oberhalb der Position des zweiten NTC-Temperatursensors steht, und einen vom ersten Vergleichswert abweichenden zweiten Vergleichswert zu erfassen, wenn der Füllstand im Flüssigkeitsbehälter unter die Position den zweiten NTC-Temperatursensor gesunken ist. Der erste und zweite Vergleichswert werden insbesondere ermittelt, indem der Vergleichswert, insbesondere ein Differenzwert, der ersten und zweiten elektrischen Größe kontinuierlich erfasst wird und dann mit einem Referenzwert verglichen wird, um die Entscheidung zu treffen, ob ein erster Vergleichswert vorliegt (erster Zustand bzw. Normalzustand) oder ein zweiter Vergleichswert vorliegt (zweiter Zustand bzw. Fehlerzustand).
  • Vorzugsweise weist die Füllstandsmessvorrichtung eine Auswertungseinrichtung auf, die insbesondere ein zur Durchführung der betreffenden Auswertung programmierbarer Mikrokontroller oder Computer ist. Die Auswertungseinrichtung kann insbesondere auch einen A/D-Wandler (AD-Converter, ADC) zur Digitalisierung von analogen Messsignalen der elektronischen Messeinrichtung aufweisen. Die Auswertungseinrichtung kann Bestandteil einer elektronischen Steuereinrichtung sein, die die elektrisch steuerbaren Funktionen, insbesondere die Regelung der Innenraumtemperatur, der Laborschrankvorrichtung steuert. Die Auswertungseinrichtung weist vorzugsweise eine Datenspeichereinrichtung zur flüchtigen oder nicht-flüchtigen Speicherung von Daten auf, und/oder vorzugsweise eine Datenverarbeitungseinrichtung, die insbesondere dazu eingerichtet ist, den zweiten Vergleichswert vom ersten Vergleichswert zu unterscheiden, indem der fortlaufend gemessene Vergleichswert mit einem Referenzwert verglichen wird, der in der Datenspeichereinrichtung gespeichert ist. Die Datenspeichereinrichtung und/oder die Datenverarbeitungseinrichtung können Bestandteile einer elektronischen Steuereinrichtung sein, die die elektrisch steuerbaren Funktionen, insbesondere die Regelung der Innenraumtemperatur, der Laborschrankvorrichtung steuert.
  • Vorzugsweise ist die elektronische Messeinrichtung und/oder die Auswertungseinrichtung dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von der Auswertung des Vergleichswerts ein Ausgabesignal und/oder Ausgabedaten zu erzeugen, die über eine Benutzerschnittstelleneinrichtung an den Benutzer ausgegeben wird. Auf diese Weise kann der Benutzer insbesondere über das Absinken des Füllstands unter einen Schwellwert informiert werden. Dieser Schwellwert entspricht dem genannten Referenzwert. Die Benutzerschnittstelleneinrichtung kann insbesondere über ein Display der Füllstandsmessvorrichtung oder der Laborschrankvorrichtung, welche diese Füllstandsmessvorrichtung aufweist, die Information über das Absinken des Füllstands unter einen Schwellwert ausgeben. Die Benutzerschnittstelleneinrichtung kann auch dazu eingerichtet sein, ein akustisches Hinweissignal auszugeben und/oder über eine Datenfernverbindung, zum Beispiel über ein LAN, an das die Laborschrankvorrichtung angeschlossen ist, die Ausgabedaten über das Absinken des Füllstands unter einen Schwellwert versenden.
  • Die elektronische Messeinrichtung weist vorzugsweise eine elektronische Schaltung auf, die den ersten NTC-Temperatursensor und den zweiten NTC-Temperatursensor beinhaltet. Insbesondere werden die erste und die zweite elektrische Größe analogelektrisch ausgewertet. Es ist aber auch möglich, dass die erste und die zweite elektrische Größe digitalisiert und dann digital ausgewertet werden. Vorzugsweise ist mindestens ein A/D-Konverter vorgesehen, der die erste und die zweite elektrische Größe digitalisiert.
  • Vorzugsweise ist die elektronische Messeinrichtung so eingerichtet, dass die erste und die zweite elektrische Größe analogelektrisch und/oder ausgewertet werden, indem eine Differenzbildung zwischen der ersten und zweiten elektrischen Größe erfolgt, analog oder digital, und der Vergleichswert auf der Differenz der ersten und zweiten elektrischen Größe beruht bzw. der Vergleichswert den Differenzwert der ersten und zweiten elektrischen Größe beinhaltet, der Vergleichswert also insbesondere die Differenz der ersten und zweiten elektrischen Größe oder die Differenz der zweiten und ersten elektrischen Größe ist. Anstelle der Differenzbildung, oder zusätzlich dazu, kann der Vergleich der ersten und zweiten elektrischen Größe auch eine andere mathematische Operation beinhalten, insbesondere eine Addition, Multiplikation und insbesondere eine Quotientenbildung der ersten und zweiten elektrischen Größe.
  • Die elektronische Messeinrichtung ist vorzugsweise so eingerichtet, dass der erste und der zweite NTC-Temperatursensor in einer Brückenschaltung angeordnet sind. Eine Brückenschaltung ist insbesondere eine Wheatstonesche Messbrücke. Eine solche Schaltung eignet sich besonders gut zur genauen Auswertung kleiner Widerstandsänderungen bzw. kleiner Spannungsänderungen. Die elektronische Messeinrichtung ist vorzugsweise so eingerichtet, dass als der erste und der zweite Vergleichswert jeweils die Brückenspannung der Brückenschaltung verwendet wird.
  • Die elektronische Messeinrichtung weist vorzugsweise eine spannungsgesteuerte Stromquelle als elektronische Schaltung auf, deren Eingangsspannung die Brückenspannung ist. Der Ausgangsstrom wird vorzugsweise verwendet, um über einen Lastwiderstand eine massebezogene Ausgangsspannung zu erzeugen, die insbesondere an einen ADC-Eingang geht.
  • Die Füllstandsmessvorrichtung weist eine Halteeinrichtung zum Halten des ersten und des zweiten NTC-Temperatursensors im Abstand zu einer Innenwand der Laborschrankvorrichtung auf. Der erste und der zweite NTC-Temperatursensor werden vorzugsweise so von der Halteeinrichtung gehalten, dass der erste NTC-Temperatursensor im Normalfall, wenn der Flüssigkeitsbehälter ausreichend mit Flüssigkeit befüllt ist, außerhalb der Flüssigkeit angeordnet ist und der zweite NTC-Temperatursensor im Normalfall innerhalb der Flüssigkeit angeordnet ist, und der erste NTC-Temperatursensor im Fehlerfall, wenn der Flüssigkeitsbehälter nicht ausreichend mit Flüssigkeit befüllt ist, weiterhin außerhalb der Flüssigkeit angeordnet ist, und der zweite NTC-Temperatursensor im Fehlerfall auch außerhalb der Flüssigkeit angeordnet ist.
  • Die Halteeinrichtung weist einen an einer Innenwand, insbesondere inneren Rückwand, der Laborschrankvorrichtung befestigbaren Haltearm auf, der insbesondere für eine horizontal gerichtete Anordnung vorgesehen ist und der den ersten NTC-Temperatursensor trägt und an dem ein, elastisch verformbarerer, zweiter Haltearm angebracht ist, der für eine vertikal nach unten gerichtete Anordnung vorgesehen ist und der den zweiten NTC-Temperatursensor trägt. Der elastisch verformbarer zweiter Haltearm mit daran angeordnetem zweiten NTC-Temperatursensor bietet den Vorteil, dass dieser Haltearm verbogen werden kann, der zweite NTC-Temperatursensor mithin angehoben werden kann, ohne dass der Haltearm demontiert werden muss. Dadurch kann die Entnahme des Flüssigkeitsbehälters, insbesondere der Wanne, im montierten Zustand der zweiten NTC-Temperatursensoren vereinfacht werden.
  • Vorzugsweise weist die Halteeinrichtung eine Kapseleinrichtung aus einem ersten Material (M1) auf zur teilweisen oder - im Wesentlichen - vollständigen Verkapselung des ersten und/oder des zweiten NTC-Temperatursensors. Vorzugsweise weist der erste NTC-Temperatursensor mindestens eine - oder genau eine - Sensorkontaktfläche auf, die thermisch mit dem temperaturabhängigen Widerstand des NTC-Temperatursensors gekoppelt ist und die nach außen gerichtet ist, wo sie an die Umgebung des NTC-Temperatursensors grenzt. Der NTC-Temperatursensor und dessen Sensorkontaktfläche sind dabei vorzugsweise von einer Fassung eingehüllt, und sind insbesondere von der Kapseleinrichtung größtenteils eingekapselt. Auch der zweite NTC-Temperatursensor weist vorzugsweise eine Sensorkontaktfläche auf, die als zweite Sensorkontaktfläche bezeichnet wird. Die mindestens eine Sensorkontaktfläche des ersten und/oder des zweiten NTC-Temperatursensors ist aus einem zweiten Material M2 gefertigt. Die Kapseleinrichtung fasst vorzugsweise die mindestens eine Sensorkontaktfläche ein. Vorzugsweise begrenzen die Kapseleinrichtung und die mindestens Sensorkontaktfläche den ersten und/oder den zweiten NTC-Temperatursensor nach außen.
  • Das zweite Material (M2) weist insbesondere eine höhere Wärmeleitfähigkeit auf als das erste Material (M1). Bei einem als Temperierschrank, insbesondere einem CO2 Inkubator, besteht die Anforderung, dass die genau definierte Temperatur des Innenraums nicht beeinflusst werden soll. Die NTC-Temperatursensoren werden aber bei einer Übertemperatur betrieben. Durch die Kapseleinrichtung aus schlechter wärmeleitendem Material M1 werden die Sensoren nach außen thermisch isoliert. Dadurch wird einerseits eine störende Erwärmung des Innenraums verhindert und andererseits eine ungewollte Abkühlung der NTC-Temperatursensoren verhindert. Der Wärmefluss zwischen Sensor und Innenraum konzentriert sich insbesondere auf den kleinen Bereich der mindestens einen Sensorkontaktfläche. Durch diese Ausgestaltung können NTC-Temperatursensoren mit geringer Leistung verwendet werden.
  • Das erste Material (M1) ist vorzugsweise ein Kunststoff, insbesondere ein Gummi oder ein Elastomer, das insbesondere Temperaturen von bis zu 200 ° C oder 180 ° C widersteht. Das zweite Material (M2) ist vorzugsweise ein Metall, insbesondere Edelstahl.
  • Vorzugsweise weisen der erste und/oder zweite NTC-Temperatursensor jeweils eine Fassung aus einem Material M3 auf, das ebenfalls schlechter wärmeleitend ist als das Material M2 und den Sensor weiter thermisch isoliert. Vorzugsweis sind der erste NTC-Temperatursensor und dessen Sensorkontaktfläche und/oder der zweite NTC-Temperatursensor und dessen Sensorkontaktfläche jeweils von einer Fassung eingefasst, so dass vorzugsweise die Kapseleinrichtung, die Fassung des ersten und/oder des zweiten NTC-Temperatursensors und die mindestens eine Sensorkontaktfläche den ersten und/oder den zweiten NTC-Temperatursensor nach außen zum Innenraum der Laborschrankvorrichtung begrenzen. Vorzugsweise ist das dritte Material (M3) Polyetheretherketon (PEEK), wodurch eine ausgezeichnete thermische und chemische Widerstandsfähigkeit erreicht wird.
  • Vorzugsweise bestehen die Halteeinrichtung, der erste NTC-Temperatursensor und der zweite NTC-Temperatursensor aus Materialien, die Betriebstemperaturen des Innenraums der Laborschrankvorrichtung von bis zu 180° C oder bis zu 200 °C unbeschadet widerstehen.
  • Die Erfindung betrifft insbesondere auch eine Laborschrankvorrichtung zum Lagern von Laborproben, insbesondere einen Temperierschrank, insbesondere einen Inkubator, mit einem Flüssigkeitsbehälter im Innenraum der Laborschrankvorrichtung und einer erfindungsgemäßen Füllstandsmessvorrichtung nach Anspruch 1 zur Messung eines Füllstands in dem Flüssigkeitsbehälter. Die Füllstandsmessvorrichtung nach Anspruch 1 dient insbesondere der Messung des Füllstands des Flüssigkeitsbehälters einer Luftbefeuchtungseinrichtung eines Inkubators.
  • Die Laborschrankvorrichtung zum Lagern von Laborproben ist insbesondere ein Temperierschrank zum Temperieren von Laborproben. Solche Geräte werden elektrisch betrieben und weisen einen Spannungsanschluss auf. Über diesen können auch die NTC-Temperatursensoren betrieben werden.
  • Der Temperierschrank temperiert die Laborproben, das heißt, er hält das Gehäuseinnere und damit die dort lagernden Laborproben im Rahmen von Toleranzen bei einer Zieltemperatur, insbesondere hält er das Gehäuseinnere durch eine Temperaturregelung auf einer insbesondere vom Benutzer einstellbaren Solltemperatur. Diese kann über der Raumtemperatur (Umgebungstemperatur) liegen, wie dies bei einem Wärmeschrank oder Inkubator der Fall ist, oder kann unter der Raumtermperatur liegen, wie dies bei einem Kühlschrank oder Gefrierschrank der Fall ist. Bei einer als Klimaschrank ausgebildeten Laborschrankvorrichtung wird vorzugsweise auch ein im Inneren des Gehäuses vorherrschender Klimaparameter im Rahmen von Toleranzen geregelt. Dieser Klimaparameter kann die Luftfeuchtigkeit sein, und/oder eine Gaskonzentration, z.B. eine CO2, N2 und/oder O2-Konzentration. Ein solcher Klimaschrank ist beispielsweise ein CO2 Inkubator für aus lebenden Zellkulturen bestehende Laborproben.
  • Mit Temperierschränken bzw. CO2 Inkubatoren werden in biologischen und medizinischen Laboratorien Zellen in Zellkultur unter kontrollierten Umgebungsbedingungen gehalten, und so das Wachstum lebender Zellen in vitro ermöglicht. Dazu werden die Temperatur und die Gaszusammensetzung bzw. die Luftfeuchtigkeit der Atmosphäre im Inneren einer von der Umgebung isolierten Inkubatorkammer durch die apparativen Einrichtungen des Inkubators auf den gewünschten Werten gehalten. Eukaryotische Zellen benötigen CO2-Inkubatoren. Die Atmosphäre wird durch Luft mit einem bestimmten CO2- und O2-Gehalt und einer bestimmten relativen Luftfeuchtigkeit von über 90%, insbesondere 95%, gebildet, eine geeignete Temperatur ist oftmals 37 °C, dieser kann aber je nach den Anforderungen der Laborproben vom Benutzer eingestellt werden.
  • Das Gehäuse der Laborschrankvorrichtung ist vorzugsweise ein äußeres Gehäuse, dessen Gehäusewände mit der Umgebung in Kontakt stehen. Das Gehäuse kann aber auch ein innerhalb eines Außengehäuses liegendes inneres Gehäuse sein. Beispielsweise kann ein Inkubator mindestens eine als inneres Gehäuse dienende Kammer aufweisen, die durch mindestens eine Gehäusetüre bzw. Kammertüre verschließbar ist. In der Verschlussposition verschließt die Gehäusetüre das Gehäuseinnere vorzugsweise gasdicht, was insbesondere durch mindestens eine Dichtungseinrichtung der Gehäusetüre bzw. des Rahmens der Gehäuseöffnung gelingt. Die Erfindung betrifft aber grundsätzlich auch Laborschrankvorrichtungen mit einem Gehäuse, das das Gehäuseinnere gegenüber der Umgebung nicht vollständig abdichtet.
  • Die Laborschrankvorrichtung beinhaltet vorzugsweise eine Halteeinrichtung zum Halten des ersten und/oder des zweiten NTC-Temperatursensors im Abstand zu einer Innenwand und einer Bodenwand der Laborschrankvorrichtung, insbesondere im Abstand zu einer Innenwand und einer Bodenwand eines Gehäuses oder einer Kammer der Laborschrankvorrichtung. Insbesondere ist ein normaler Betriebszustand der Laborschrankvorrichtung vorgesehen, der auch als "erster Zustand" bezeichnet wird, während dem der erste NTC-Temperatursensor außerhalb der Flüssigkeit des Flüssigkeitsbehälters der Laborschrankvorrichtung angeordnet ist und der zweite NTC-Temperatursensor innerhalb der Flüssigkeit des Flüssigkeitsbehälters angeordnet ist. Insbesondere ist ein Fehler-Betriebszustand der Laborschrankvorrichtung vorgesehen, der auch als "zweiter Zustand" bezeichnet wird, während dem der erste NTC-Temperatursensor außerhalb der Flüssigkeit des Flüssigkeitsbehälters der Laborschrankvorrichtung angeordnet ist und der zweite NTC-Temperatursensor außerhalb der Flüssigkeit des Flüssigkeitsbehälters angeordnet ist. Die Laborschrankvorrichtung und/oder deren Steuereinrichtung und/oder deren Messeinrichtung sind dazu eingerichtet, durch die Messung des Vergleichswerts den Fehler-Betriebszustand vom normalen Betriebszustand zu unterscheiden und insbesondere über eine Benutzerschnittstelleneinrichtung eine Information über das Auftreten des Fehler-Betriebszustands an den Benutzer auszugeben.
  • Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Laborschrankvorrichtung lassen sich der Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäß der Figuren entnehmen.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1a zeigt eine schematische Seitenansicht einer Laborschrankvorrichtung, die mit einer beispielhaften erfindungsgemäßen Füllstandsmessvorrichtung versehen ist, in einem ersten Zustand, in dem der zweite NTC-Temperatursensor innerhalb der Flüssigkeit des Flüssigkeitsbehälters der Laborschrankvorrichtung angeordnet ist.
    • Fig. 1b zeigt eine schematische Seitenansicht einer Laborschrankvorrichtung, die mit einer beispielhaften erfindungsgemäßen Füllstandsmessvorrichtung versehen ist, in einem zweiten Zustand, in dem der zweite NTC-Temperatursensor nicht mehr innerhalb der Flüssigkeit des Flüssigkeitsbehälters der Laborschrankvorrichtung angeordnet ist.
    • Fig. 2 zeigt eine Halteeinrichtung zum Halten des ersten und zweiten NTC-Temperatursensors einer beispielhaften erfindungsgemäßen Füllstandsmessvorrichtung, die insbesondere im Laborschrank gemäß Fig. 1a, 1b verwendbar ist.
    • Fig. 3 zeigt das Diagramm eines Vergleichswerts "Vout", der von der elektronischen Messeinrichtung einer beispielhaften erfindungsgemäßen Füllstandsmessvorrichtung fortlaufend ermittelt wurde, während zu einem bestimmten Zeitpunkt (nach 750 s) der zweite NTC-Temperatursensor aus der Flüssigkeit entfernt wurde.
    • Fig. 4 zeigt das Schaltungsprinzip einer spannungsgesteuerten Stromquelle, das bei der elektronischen Messeinrichtung einer beispielhaften erfindungsgemäßen Füllstandsmessvorrichtung angewandt wird, insbesondere bei der Schaltung in Fig. 5.
    • Fig. 5 zeigt den Schaltplan der Schaltung der elektronischen Messeinrichtung einer beispielhaften erfindungsgemäßen Füllstandsmessvorrichtung, die insbesondere bei der Füllstandsmessvorrichtung in Fig. 1a, 1b verwendet wird.
  • Fig. 1a zeigt eine Laborschrankvorrichtung 100, die mit einer Füllstandsmessvorrichtung versehen 1 ist, in einem ersten Zustand, in dem der zweite NTC-Temperatursensor 12 innerhalb der Flüssigkeit 32 des Flüssigkeitsbehälters 31 der Laborschrankvorrichtung 100 angeordnet ist. Fig. 1b zeigt dieselbe Laborschrankvorrichtung 100 in einem zweiten Zustand, in dem der zweite NTC-Temperatursensor 12, zum Beispiel wegen Verdunstung der Flüssigkeit, insbesondere Wasser, nicht mehr innerhalb der Flüssigkeit 32 des Flüssigkeitsbehälters 31 der Laborschrankvorrichtung angeordnet ist.
  • Die Laborschrankvorrichtung 100 ist vorliegend ein CO2-Inkubator für das Wachstum lebender Zellkulturen. Der Inkubator 100 ist vereinfacht dargestellt. Er weist ein Gehäuse 102 auf, das den auf 37°C temperaturgeregelten (temperierten) Innenraum 101 thermisch von der Umgebung isoliert. Die Gehäuseöffnung ist von einer Gehäusetüre 103 verschlossen und gewährt Zugang zum Innenraum 101. Im Innenraum befinden sich gelochte Einlegeböden 106, am Boden des Innenraums findet sich der als Wasserwanne ausgebildete Flüssigkeitsbehälter 31, in dem die Flüssigkeit, der Gravitation folgend, horizontal angeordnet und parallel zur Bodenplatte des Gehäuses angeordnet ist. Die Rückwand 104 des Gehäuses ist senkrecht zur Bodenplatte und somit vertikal angeordnet. An der Innenseite dieser Rückwand ist im Innenraum 101 des Inkubators die Halteeinrichtung 5 des Inkubators montiert.
  • Die Halteeinrichtung 5 des Inkubators weist einen horizontal verlaufenden ersten Haltearm 5a auf, der an der Rückwand 104 befestigt ist. An der vertikal nach unten weisenden Seite des ersten Haltearms 5a ist der zweite Haltearm 5b befestigt. Der erste NTC-Temperatursensor 11 ist am Ende des ersten Haltearms 5a befestigt, der zweite NTC-Temperatursensor 12 ist am Ende des zweiten Haltearms 5b befestigt. Durch diese Anordnung liegt der erste NTC-Temperatursensor 11 immer oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche 30 und somit immer außerhalb der Flüssigkeit. Der erste NTC-Temperatursensor 11 grenzt grundsätzlich immer an die gasförmige Atmosphäre (Luft mit geregelter CO2, H2O Zusammensetzung) des Innenraums 101. Der zweite NTC-Temperatursensor 12 reicht im ersten Zustand eines ausreichend befüllten Wasserbehälters 31, wie in Fig. 1a dargestellt, immer in die Flüssigkeit hinein. Im (Fehler-) Fall bzw. im zweiten Zustand eines nicht ausreichend befüllten Wasserbehälters 31, wie in Fig. 1b dargestellt, steht der zweite NTC-Temperatursensor 12 nicht mehr im Kontakt mit der Flüssigkeit der Flüssigkeitsoberfläche 30. Im ersten Zustand weist der Füllstand, gemessen vom Boden des Wasserbehälters 31, die Höhe h1 auf. Im zweiten Zustand weist der Füllstand, gemessen vom Boden des Wasserbehälters 31, die Höhe h2 auf.
  • Die Füllstandsmessvorrichtung ist in Fig. 1a und 1b mit einem gestrichelten Rechteck mit dem Bezugszeichen 1 umrahmt. Der erste Haltearm 5a ragt durch einen Port in der Rückwand 104 des Gehäuses in den Steuerungsraum 105 des Inkubators, in dem die Stromversorgung 2, die elektronische Messeinrichtung 3 und die Auswertungseinrichtung 4 angeordnet sind.
  • Die Füllstandsmessvorrichtung 1 dient der Messung des Füllstands 30 im Flüssigkeitsbehälter 31 und weist auf: einen ersten NTC-Temperatursensor 11, der außerhalb der Flüssigkeit 32 des Flüssigkeitsbehälters 31 anordenbar ist bzw. angeordnet ist, einen zweiten NTC-Temperatursensor 12, der innerhalb der Flüssigkeit 32 des Flüssigkeitsbehälters 31 anordenbar ist bzw. im Normalfall angeordnet ist. Die Füllstandsmessvorrichtung 1 weist eine Stromversorgungseinrichtung 2 auf, von der der erste NTC-Temperatursensor 11 und der zweite NTC-Temperatursensor 12 so mit Strom versorgt werden, dass der erste NTC-Temperatursensor 11 und der zweite NTC-Temperatursensor 12 jeweils eine Übertemperatur T_NTC aufweisen, die größer ist als die Temperatur T_innen im Innenraum 101 der Laborschrankvorrichtung. Beispielsweise ist T_innen = 37 ° C, dann ist T_NTC vorzugsweise um 4 bis 15 °C höher, insbesondere vorliegend zwischen 40 und 50 °C.
  • Die elektronische Messeinrichtung 3 ist dazu eingerichtet, eine von der Temperatur des ersten NTC-Temperatursensors 11 beeinflusste erste elektrische Größe des ersten NTC-Temperatursensors 11, z.B. eine Spannungsänderung am ersten NTC-Temperatursensor, zu erfassen und eine von der Temperatur des zweiten NTC-Temperatursensors 12 beeinflusste zweite elektrische Größe des zweiten NTC-Temperatursensors 12, z.B. eine Spannungsänderung am zweiten NTC-Temperatursensor, zu erfassen, und durch fortlaufenden Vergleich, also einen in kurzen Zeitabständen zwischen z.B. 50 ms und 1 min durchgeführten Vergleich, der ersten und zweiten elektrischen Größe einen Vergleichswert, z.B. "Vout" in den Figuren 3 und 5, zu ermitteln.
  • Die Auswertungseinrichtung 4 weist eine Datenspeichereinrichtung und eine Datenverarbeitungseinrichtung (jeweils nicht gezeigt) auf, die dazu eingerichtet ist, den zweiten Vergleichswert vom ersten Vergleichswert zu unterscheiden, indem der fortlaufend gemessen Vergleichswert mit einem Referenzwert verglichen wird, der in der Datenspeichereinrichtung gespeichert ist.
  • Die elektronische Messeinrichtung 3 ist dazu eingerichtet ist, einen ersten Vergleichswert zu ermitteln, wenn der Füllstand 30 im Flüssigkeitsbehälter oberhalb des zweiten NTC-Temperatursensors 12 steht, wie in Fig. 1a dargestellt, und einen vom ersten Vergleichswert abweichenden zweiten Vergleichswert zu erfassen, wenn der Füllstand 30 im Flüssigkeitsbehälter unter den zweiten NTC-Temperatursensor 12 gesunken ist. Der erste Vergleichswert Vout liegt in Fig. 3 zum Zeitpunkt t=0 bei ca. Vout=4 V, der zweite Vergleichswert Vout liegt zum Zeitpunkt t=2500 s bei Vout=0 V. Die Auswertungseinrichtung 4 entscheidet anhand eines in der Datenspeichereinrichtung der Auswertungseinrichtung 4 gespeicherten Referenzwertes V0, ob der minimal zulässige Füllstand des Flüssigkeitsbehälters unterschritten wurde. Der Wert V0 ist ein Schwellwert und liegt vorliegend bei ca. V0=1,5 V, der hier zum Zeitpunkt t= 2200 s erreicht wird, im Diagramm der Fig. 3 ist das ca. 1450 s, nachdem der zweite NTC-Temperatursensor 12 zu Testzwecken aus dem Wasserbad 32 entfernt wurde, in das er zum Zeitpunkt t=0 platziert worden war.
  • In Fig. 3 ist erkennbar, dass der zweite NTC-Temperatursensor 12 nach dem Einsetzen ins Wasser eine Zeit von ca. 120 s benötigt, bis ein stationäres Gleichgewicht der Temperatur des NTC-Sensors erreicht ist, dass sich aus der Leistungszufuhr der Stromversorgung des Sensors und der Wärmeabgabe über seine Sensorkontaktfläche ergibt. Der Kurvenverlauf zwischen t=750s und t=2500 s ergibt sich daraus, dass die Sensorkontaktfläche eine Zeit lang noch von einem Meniskus der Flüssigkeit 32 benetzt ist, bevor die Flüssigkeit nicht mehr in Kontakt mit der Sensorkontaktfläche steht und die differentielle Messung zwischen dem ersten und zweiten NTC-Temperatursensor eine Vergleichsspannung von 0V ergibt.
  • Die Auswertungseinrichtung 4 weist eine Datenspeichereinrichtung und eine Datenverarbeitungseinrichtung auf, die hier jeweils nicht gezeigt sind, die dazu eingerichtet sind, den zweiten Vergleichswert vom ersten Vergleichswert zu unterscheiden, indem der fortlaufend gemessen Vergleichswert mit einem Referenzwert verglichen wird, der in der Datenspeichereinrichtung gespeichert ist.
  • Die elektronische Messeinrichtung 3 ist so eingerichtet, dass der erste und der zweite NTC-Temperatursensor in einer Brückenschaltung 200 angeordnet sind, siehe Fig. 5. Als der erste und der zweite Vergleichswert wird jeweils die Brückenspannung Vout der Brückenschaltung 200 verwendet. Die elektronische Messeinrichtung 3 weist eine spannungsgesteuerte Stromquelle als elektronische Schaltung 400 auf (siehe Fig. 4), deren Eingangsspannung die Brückenspannung ist. Der Ausgangsstrom wird verwendet, um über einen Lastwiderstand eine massebezogene Ausgangsspannung zu erzeugen, die an einen ADC-Eingang geht.
  • In Fig. 5 ist der erste NTC-Temperatursensor mit "X2, NTC_2k186_3390" bezeichnet, der zweite NTC-Temperatursensor mit "X3, NTC_2k186_3390". Die Eingangsspannung ist die Brückenspannnung der NTC-Temperatursensoren (differentielle Messung). Der Ausgangsstrom des Operationsverstärkers wird verwendet, um mit R4 eine massebezogenene Ausgangsspannung zu erzeugen, die an einen ADC-Eingang geht. Die Empfindlichkeit (Verstärkung) der Schaltung wird mit R2 eingestellt. D1 begrenzt die ADC-Eingangsspannung. Es gilt: Vout = R 4 * U _ NTC _ x 3 − U _ NTC _ x 2 / R 2
    Figure imgb0001
  • R3/R7 stellen den Meßstrom der NTC's ein, damit es zu einer nennenswerten Erwärmung kommt.
  • Die Füllstandsmessvorrichtung weist die Halteeinrichtung 5 zum Halten des ersten und/oder des zweiten NTC-Temperatursensors im Abstand zur Innenwand 104 der Laborschrankvorrichtung auf, die anhand der Figur 2 erläutert wird. Die Halteeinrichtung 5 weist einen an einer Innenwand der Laborschrankvorrichtung 100 befestigbaren Haltearm 5a auf, der den ersten NTC-Temperatursensor 11 trägt und an dem ein elastisch verformbarerer zweiter Haltearm 5b angebracht ist, der für die vertikal nach unten gerichtete Anordnung vorgesehen ist und der den zweiten NTC-Temperatursensor 12 trägt. Die Halteeinrichtung 5 weist eine Kapseleinrichtung 14 aus einem ersten Material M1 auf und mindestens eine Sensorkontaktfläche 11a, 12a des ersten und/oder des zweiten NTC-Temperatursensors 11, 12 aus einem zweiten Material M2, so dass die Kapseleinrichtung 14 die beiden Sensorkontaktfläche 11a, 12a einfasst. Die Kapseleinrichtung 14 und die beiden Sensorkontaktflächen 11a, 12a begrenzen den ersten und den zweiten NTC-Temperatursensor 11, 12 nach außen. Das zweite Material M2 weist eine höhere Wärmeleitfähigkeit auf als das erste Material M1. Das erste Material M1 ist ein Kunststoff, insbesondere Gummi oder ein Elastomer, und das zweite Material M2 ist hier Edelstahl. Auf diese Weise wurde das technische Problem gelöst, das in der Auswahl der NTC-Temperatursensoren und der mechanischen Ausführung der Kapseleinrichtung 14 der NTC-Temperatursensoren liegt. Da der NTC-Temperatursensor die Wärmeenergie an die Kapseleinrichtung abgibt, muss der NTC-Temperatursensor groß genug sein und die Kapseleinrichtung so konstruiert sein, dass zu einer nennenswerten Erwärmung des NTC-Temperatursensors auf die Übertemperatur T_NTC kommt, hier ca. 50 °C. Für die Fühler kommen insbesondere niederohmige Typen (R25 ca. 1k -2k) in Frage, weil sonst die bevorzugte Versorgungsspannung (24V) nicht ausreicht, um den notwendigen Strom bereitzustellen. Da die NTC-Temperatursensoren für 180°C geeignet sein sollen, werden glasspassivierte Typen bevorzugt.
  • Der erste NTC-Temperatursensor 11 und dessen Sensorkontaktfläche 11a und der zweite NTC-Temperatursensor 12 und dessen Sensorkontaktfläche 12a sind jeweils von einer zylinderartigen Fassung 11b, 12b eingefasst sind, so dass die Kapseleinrichtung 14, die Fassung 11b, 12b des ersten und des zweiten NTC-Temperatursensors 11, 12 und die mindestens eine Sensorkontaktfläche 11a, 12a den ersten und den zweiten NTC-Temperatursensor 11, 12 nach außen begrenzen. Die Fassung 11b, 12b besteht aus einem dritten Material M3, hier Polyetheretherketon (PEEK) und ist damit temperaturbeständig und chemisch inert. Die Halteeinrichtung 5, der erste NTC-Temperatursensor 11 und der zweite NTC-Temperatursensor 12 bestehen aus Materialien, die Betriebstemperaturen des Innenraums der Laborschrankvorrichtung von bis zu 180° C widerstehen.

Claims (14)

  1. Füllstandsmessvorrichtung (1) zur Messung eines Füllstands (30) in einem Flüssigkeitsbehälter (31) im Innenraum (101) einer Laborschrankvorrichtung (100), aufweisend
    einen ersten NTC-Temperatursensor (11), der außerhalb der Flüssigkeit (32) des Flüssigkeitsbehälters (31) anordenbar ist,
    einen zweiten NTC-Temperatursensor (12), der innerhalb der Flüssigkeit (32) des Flüssigkeitsbehälters (31) anordenbar ist,
    eine Stromversorgungseinrichtung (2), von der der erste NTC-Temperatursensor (11) und der zweite NTC-Temperatursensor (12) so mit Strom versorgt werden, dass der erste NTC-Temperatursensor (11) und der zweite NTC-Temperatursensor (12) jeweils eine Übertemperatur (T_NTC) aufweisen, die größer ist als die Temperatur (Tinnen) im Innenraum (101) der Laborschrankvorrichtung, und
    eine elektronische Messeinrichtung (3), die dazu eingerichtet ist, eine von der Temperatur des ersten NTC-Temperatursensors (11) beeinflusste erste elektrische Größe des ersten NTC-Temperatursensors (11) zu erfassen und eine von der Temperatur des zweiten NTC-Temperatursensors (12) beeinflusste zweite elektrische Größe des zweiten NTC-Temperatursensors (12) zu erfassen, und durch fortlaufenden Vergleich der ersten und zweiten elektrischen Größe einen Vergleichswert zu ermitteln,
    gekennzeichnet durch
    eine Halteeinrichtung (5) zum Halten des ersten und des zweiten NTC-Temperatursensors im Abstand zu einer Innenwand und einer Bodenwand der Laborschrankvorrichtung (100), wobei die Halteeinrichtung (5) einen an der Innenwand der Laborschrankvorrichtung (100) befestigbaren Haltearm (5a) aufweist, der den ersten NTC-Temperatursensor (11) trägt und an dem ein elastisch verformbarerer zweiter Haltearm (5b) angebracht ist, der für eine vertikal nach unten gerichtete Anordnung vorgesehen ist und der den zweiten NTC-Temperatursensor (12) trägt.
  2. Füllstandsmessvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Messeinrichtung dazu eingerichtet ist, einen ersten Vergleichswert zu ermitteln, wenn der Füllstand (30) im Flüssigkeitsbehälter oberhalb des zweiten NTC-Temperatursensors (12) steht, und einen vom ersten Vergleichswert abweichenden zweiten Vergleichswert zu erfassen, wenn der Füllstand (30) im Flüssigkeitsbehälter unter den zweiten NTC-Temperatursensor (12) gesunken ist.
  3. Füllstandsmessvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, die eine Auswertungseinrichtung (4) mit einer Datenspeichereinrichtung und einer Datenverarbeitungseinrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, einen zweiten Vergleichswert von einem ersten Vergleichswert zu unterscheiden, indem der fortlaufend gemessen Vergleichswert mit einem Referenzwert verglichen wird, der in der Datenspeichereinrichtung gespeichert ist.
  4. Füllstandsmessvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleichswert ein Differenzwert ist, und dass die elektronische Messeinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, eine Differenz der ersten elektrischen Größe des ersten NTC-Temperatursensors (11) und der zweiten elektrischen Größe des zweiten NTC-Temperatursensors (12) zu bilden, und durch fortlaufende Differenzbildung der ersten und zweiten elektrischen Größe den Vergleichswert zu ermitteln.
  5. Füllstandsmessvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Messeinrichtung (3) so eingerichtet ist, dass der erste und der zweite NTC-Temperatursensor in einer Brückenschaltung (200) angeordnet sind und dass als der erste und der zweite Vergleichswert jeweils die Brückenspannung der Brückenschaltung (200) verwendet wird.
  6. Füllstandsmessvorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Messeinrichtung (3) eine spannungsgesteuerte Stromquelle als elektronische Schaltung (400) aufweist, deren Eingangsspannung die Brückenspannung ist.
  7. Füllstandsmessvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (5) eine Kapseleinrichtung (14) aus einem ersten Material (M1) aufweist und dass mindestens eine Sensorkontaktfläche (11a, 12a) des ersten und/oder des zweiten NTC-Temperatursensors (11, 12) aus einem zweiten Material M2) vorgesehen sind, so dass die Kapseleinrichtung (14) die mindestens eine Sensorkontaktfläche (11a, 12a) einfasst und die Kapseleinrichtung (14) und die mindestens eine Sensorkontaktfläche (11a, 12a) den ersten und/oder den zweiten NTC-Temperatursensor (11, 12) nach außen begrenzen.
  8. Füllstandsmessvorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Material (M2) eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist als das erste Material (M1).
  9. Füllstandsmessvorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material (M1) ein Kunststoff ist und das zweite Material (M2) ein Metall, insbesondere Edelstahl, ist.
  10. Füllstandsmessvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste NTC-Temperatursensor (11) und dessen Sensorkontaktfläche (11a) und/oder der zweite NTC-Temperatursensor (12) und dessen Sensorkontaktfläche (12a) jeweils von einer Fassung (11b, 12b) eingefasst sind, so dass die Kapseleinrichtung (14), die Fassung (11b, 12b) des ersten und/oder des zweiten NTC-Temperatursensors (11, 12) unmittelbar und die mindestens eine Sensorkontaktfläche (11a, 12a) des ersten und/oder des zweiten NTC-Temperatursensor (11, 12) mittelbar nach außen begrenzen.
  11. Füllstandsmessvorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassung (11b, 12b) aus einem dritten Material (M3), insbesondere Polyetheretherketon (PEEK) besteht.
  12. Füllstandsmessvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (5), der erste NTC-Temperatursensor (11) und der zweite NTC-Temperatursensor (12) aus Materialien bestehen, die Betriebstemperaturen des Innenraums der Laborschrankvorrichtung von bis zu 180° C widerstehen.
  13. Laborschrankvorrichtung (100) zum Lagern von Laborproben, insbesondere Temperierschrank, mit einem Flüssigkeitsbehälter (31) im Innenraum (101) der Laborschrankvorrichtung (100) und einer Füllstandsmessvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 zur Messung eines Füllstands (30) in dem Flüssigkeitsbehälter (31).
  14. Verwendung der Füllstandsmessvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 zur Messung des Füllstands des Flüssigkeitsbehälters einer Luftbefeuchtungseinrichtung eines Inkubators.
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